Образцу кристаллы, образовавшиеся из гидрогеля наночастиц

Исследователи из Технологического института Джорджии (Атланта), был разработан на основе лазера техника для создания моделей в самоорганизующихся коллоидных кристаллов производится из гидрогеля наночастиц. В прошлом году Андрей Лионе, профессор в Школе Georgia Tech в химии и биохимии, а его сотрудники подготовили семьи гидрогеля основе наночастиц, которые могли бы быть использованы для создания фотонных кристаллов, оптические свойства которых могут быть настроены термически корректировки содержания воды частиц . Их последняя работа движется наночастиц ближе к практическому применению, предоставляя способ формирования сложных структур в кристаллических структур, которые могли бы быть полезны в качестве оптических волноводов и линз.

Лион объясняет, что картина создается с частотно-удвоилось Nd: YAG лазера, луч распространяется определенное количество тепла в поли-N-изопропил наночастиц. Для изготовления наименьшей возможной функции, наночастиц золота, которые входят в состав гидрогелей; золото преобразует лазерного излучения для нагрева, что позволяет точного температурного контроля. Тепла предлагает фазовых переходов, в результате чего частицы уменьшить или волне в зависимости от температуры, и что изменения кристаллической структуры.

"Частицами золота, позволяют нам использовать очень узко сфокусированного лазерного пучка локально нагревать материал", говорит он. "Мы можем получить очень острые градиент температуры между центром пятна лазерного и окрестностях. Все, за пределами лазерного пятна опытом основном условиях окружающей среды и остается crysallized, а все внутри лазерного пятна проходит выплавки. Тогда, эффективное охлаждение ставки очень быстрыми темпами, как лазерный уходит, захвата материала, оптически прозрачный, не дифракционных стеклянными материала. Это представляет собой принципиально новый способ структурирования самоорганизующихся фотонных материалов ", добавляет он.

Teaming диоксида титана и Солнечный уничтожить загрязнителях

Их подходы различны, но две группы эксплуатируют способность диоксида титана выступать в качестве фотокатализатора сломать загрязняющих веществ.

TiO 2 ^ ^ к югу, как гемина активатора. Гемов, железо-содержащих соединений в крови (например, гемоглобин), как известно, разрушить organohalides. Гемов могут быть изготовлены (они не должны быть извлечены из белка), но когда они будут удалены из их естественной среде обитания, они окисляются. В их окисленном состоянии, они больше не могут уничтожить organohalides, объясняет Джеральд Мейер, профессор химии в университете Джона Гопкинса Univ. (Балтимор, MD), хотя они могут быть возобновлена с использованием химических и электрохимических методов.

Sherine Obare, докторской сотрудник работает с Майер, разработал новый метод реактивации на основе солнечного света. Она якорь гема (так называемый гемин) на пористых пленок нанокристаллического диоксида титана и разоблачил системы к свету. "Гемина был активирован в подавленном состоянии, где он отреагировал быстро organohalides," она говорит. Тонких пленок могут быть переработаны и возобновлена для дальнейшей деградации organohalide, добавляет она.

Они не в полной мере понять, почему этот подход эффективен - "выяснить, как именно работы химии является одной из целей проводимых исследований", отмечает Мейер. Но он предполагает, что ученые когда-нибудь сможет вставить аналогичные системы в загрязненной питьевой воды хорошо, и власть удаления organohalides с солнечным светом.

TiO 2 ^ ^ к югу с углеродом с допингом. Между тем, профессор Хорст Киш в Univ. Университет Эрланген-Нюрнберг (Германия) было установлено, что легирование углеродных расширяет полезность диоксида титана за пределами части УФ солнечного света и позволяет ему работать над более широким видимой части спектра.

Он и его коллега Shanmugasundaram Sakthivel начал с допингом диоксида титана с различными атомами. Они подготовили первый азота, легированных TiO 2 ^ ^ к югу гидролизом четыреххлористого титана с органическими азотистых оснований, а затем нагрев до 400 ° C. Материал изначально хорошие результаты. Тем не менее, исследователи обнаружили, что нагревание слишком долго ведет к материал, который не содержит азота, углерода, но вместо этого. Так получилось, углерода, легированного диоксида титана работает намного лучше, чем азотных соединений. "Под искусственным видимого света, углерода, легированных катализаторов сломать хлорфенола примерно в пять раз более эффективно, чем азота, легированных аналогов", они сообщают.

"Новый метод производства углеродного диоксида титана, легированных прост, высокая воспроизводимость, а также более широкое применение, чем классический окисления титана фольги в пламени природного газа. Кроме того, диоксид титана формируется своя структура кристалла, и, следовательно, широкий диапазон различных свойств, чем классический вариант ", указывают они.

Они обсуждают свою работу в Angewandte Chemie Международное издание, 42 (40), с. 4908-4911 (2003).

Проще и дешевле способа изготовления Silica Клетки

Penn State Univ. (University Park, PA) ученые разработали гибридный метод синтеза с учетом, как клетки-кварцевая структура, известная как PSU-1, что является более простым и менее дорогостоящим, чем предыдущие методы, используемые в производстве таких материалов.

Silica материалов, аналогичных материалам ПГУ-1 - мелких частиц с наноскопических пор - существуют, а некоторые имеют гексагональную плотно поры, тогда как другие кубических с 3-мерной связей, говорит Шридхар Komarneni, профессор минералогии глин. Эти порошкообразных материалов обычно создаются путем создания шаблона в виде необходимых поры. Кремнезем образует вокруг шаблон, который затем удаляется либо с органическими растворителями или при нагревании до шаблон материала calcines, объясняет он.

PSU-1 имеет более сложную структуру поры - клетка, которая имеет большие полые области с меньшим трубы, соединяющей центральный пространства пор. "Изготовление шаблона для создания структуры можно, но дорого и много времени", отмечает он.

Вместо этого, он и его коллеги подготовили два гелей и 2 шаблоны и смешивали их вместе. 2 набора шаблонов и гели (1 образует крупные поры и образует мелкие поры), созданной клетки-структуры. "Мы можем сказать это клетка с проходами, потому что очень малых молекул будет блокировать поток через частиц, и это не произойдет в hexagonallly расположены поры частиц кремнезема", сообщил он. Изменение размеров шаблонов изменяет размеры пор, которые являются 4,6 и 5,4 нм, а порошки 30-40 мкм в диаметре.

Другой поворот в процессе Komarneni том, что она использует микроволны для синтеза материала в жидкости. Микроволновой печи занимает гораздо меньше времени, чем традиционные методы отопления, создает более стабильный материал, и 30-40 мкм частиц гораздо больше, чем ранее произведенных 1-2 мкм частиц, отмечает он.

Более эффективный путь до уксусной кислоты

Обычных 3 этапа для создания уксусной кислоты из метанола и окиси углерода (оба из которых взяты из метана) имеет место при температурах до 900 ° C и стоит дорого. Рой Периана, профессор химии в Univ. Южной Калифорнии и является членом Института углеводородов Локер (Лос-Анджелес), имеет ликвидированы два шагов и производства уксусной кислоты непосредственно из метана при температуре 180 ° C. "Основой является катализатором - палладий", объясняет он.

Периана и его команда представила метана в раствор серной кислоты, содержащий палладий сульфат, подогрев смеси до 180 ° C, и смотрел, как метан непосредственно преобразуется в уксусной кислоты и метилового спирта. "Насколько нам известно, это первое время уксусная кислота была получена из метана в качестве исходного материала только в один шаг", отметил он.

Реакция не может быть коммерческим, как она есть, но оно показывает, первая возможность для создания молекулы уксусной кислоты в принципиально иначе, чем это было сделано раньше, Периана говорит. Цель исследователей в настоящее время является исследование и разработать более эффективную катализатора конверсии метана, что могло бы иметь коммерческое применение.

Легкая метод приготовления Бриллианты

Ученые разработали новый процесс синтеза алмазов, который работает при низких температурах, чем предыдущие методы. Промышленные процессы добычи алмазов на основе перехода графита в алмаз при экстремально высоких давлениях и температурах - в целом около 1,4 кбар и до 1400 ° C, хотя некоторые альтернативные маршруты работают в диапазоне 800-1000 ° C.

Для сравнения, методики, разработанной Qianwang Чэнь и его коллеги Структура Научно-исследовательская лаборатория по Univ. науки и технологии Китая (Хэфэй) имеет место при относительно небольших температурах в 500 ° C, и она работает без каких-либо особенно требовательных шаги. Карбонат магния и металлического натрия нагревают в автоклаве, где MgCO ^ ^ 3 югу является пиролиз в оксид магния и диоксид углерода, а также высокого давления создает в сосуде. Последующие реакции натрия с СО2 натрия, карбоната и элементарного углерода - в обоих графит и алмаз формы. Мини-бриллианты, произведенные таким образом, хорошо кристаллизуются, диаметром до 0,5 мм.

Выход алмазов сильно зависит от точных условий реакции. При оптимальных условиях 500 ° С и 860 атм, максимальная MgCO ^ ^ 3 к югу в алмаз урожайность составила 6,6%.

Чэнь и его команда представили свои выводы в Angewandte Chemie Международное издание, 42 (37), с. 4501-4503 (2003).